項(xiàng)目七執(zhí)行器的安裝與校驗(yàn)任務(wù)一氣動(dòng)執(zhí)行器的安裝任務(wù)二配電-氣閥門定位器調(diào)節(jié)閥的校驗(yàn)任務(wù)三電動(dòng)執(zhí)行器的安裝與校驗(yàn)返回任務(wù)一氣動(dòng)執(zhí)行器的安裝【任務(wù)描述】在學(xué)習(xí)氣動(dòng)執(zhí)行器工作原理的基礎(chǔ)上，掌握氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的安裝與維護(hù)方法?！局R(shí)鏈接】氣動(dòng)執(zhí)行器是指以壓縮空氣為動(dòng)力的執(zhí)行器，一般是由氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（通常是閥門）兩部分組成，根據(jù)需要還可以配上閥門定位器和手輪機(jī)構(gòu)等附件。執(zhí)行器按使用能源不同可分為氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)三種。氣動(dòng)執(zhí)行器使用壓縮空氣作為能源，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、價(jià)格便宜、維護(hù)方便、防火防爆等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于煉油、化工等生產(chǎn)過程。它可以方便地與氣動(dòng)儀表配套使用。對(duì)于采用電動(dòng)儀表或計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)，只要經(jīng)過電-氣轉(zhuǎn)換器或電-氣閥門定位器將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為下一頁返回任務(wù)一氣動(dòng)執(zhí)行器的安裝0.02~0.1MPa的標(biāo)準(zhǔn)氣壓信號(hào)，仍然可以和氣動(dòng)執(zhí)行器配套使用。電動(dòng)執(zhí)行器的優(yōu)點(diǎn)是能源取用方便、信號(hào)傳輸速度快和傳輸距離遠(yuǎn)，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、推力小、價(jià)格貴，適用于防爆要求不太高及缺乏氣源的場(chǎng)所。液動(dòng)執(zhí)行器的特點(diǎn)是推力最大，但目前在工業(yè)控制中基本不使用。因此下面將只討論氣動(dòng)和電動(dòng)兩種執(zhí)行器，特別是對(duì)氣動(dòng)執(zhí)行器作較詳細(xì)的討論。從結(jié)構(gòu)上來說，執(zhí)行器一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)兩部分組成。其中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)是執(zhí)行器的推動(dòng)部分，它按照控制器所給信號(hào)的大小，產(chǎn)生位移；調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是執(zhí)行器的調(diào)節(jié)部分，最常見的是閥門，它接受執(zhí)行機(jī)構(gòu)的操縱，改變閥芯與閥座間的流通面積，調(diào)節(jié)工藝介質(zhì)的流量。如果調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是閥門，我們就稱這種執(zhí)行器為調(diào)節(jié)閥。一、氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的分類氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要有氣動(dòng)薄膜式與氣動(dòng)活塞式兩種，其次還有長(zhǎng)行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)與滾筒膜片執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。上一頁下一頁返回任務(wù)一氣動(dòng)執(zhí)行器的安裝1.氣動(dòng)薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣動(dòng)薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)最為常用，它通常和閥門組成氣動(dòng)薄膜式執(zhí)行器，稱為氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥，如圖7-1所示。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、工作可靠、維修方便、應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)，通常接受0.02~0.1MPa的氣壓信號(hào)，是一種用得較多的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。其剖面圖如圖7-2所示，當(dāng)氣壓信號(hào)進(jìn)入薄膜氣室后，在波紋膜片上產(chǎn)生推力，使推桿按信號(hào)比例轉(zhuǎn)換成位移，直至彈簧被壓縮的彈力與信號(hào)在膜片上產(chǎn)生的推力相平衡為止。推桿的位移就是氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)的行程。推桿通過調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的閥桿，帶動(dòng)閥芯移動(dòng)，改變閥芯與閥座間的流通面積，實(shí)現(xiàn)控制介質(zhì)流量的目的。氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為閥門，它與介質(zhì)直接接觸。上一頁下一頁返回任務(wù)一氣動(dòng)執(zhí)行器的安裝氣動(dòng)薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)分為正作用式與反作用式兩類。當(dāng)信號(hào)壓力增大時(shí)，推桿向下移動(dòng)的叫正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)信號(hào)壓力增大時(shí)，推桿向上移動(dòng)的叫反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)。正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信號(hào)壓力通入波紋膜片上方的薄膜氣室；而反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信號(hào)壓力通入波紋膜片下方的薄膜氣室。通過更換個(gè)別零件，兩者便能互相改裝。2.氣動(dòng)活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣動(dòng)活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)分為單作用和雙作用兩種形式，由氣動(dòng)活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成的執(zhí)行器如圖7-3所示，氣動(dòng)活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)原理如圖7-4所示。（1）單作用氣動(dòng)活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)。單作用氣動(dòng)活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由氣缸、活塞齒條、齒輪、主軸、復(fù)位彈簧等組成。單作用定位器輸出的氣壓信號(hào)輸入到執(zhí)行機(jī)構(gòu)無彈簧一側(cè)的氣室中，在活塞上形成推力，在推力和彈簧力之間差值的作用下，活塞齒條作直線運(yùn)動(dòng)，齒條通過齒輪帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，直至氣信號(hào)上一頁下一頁返回任務(wù)一氣動(dòng)執(zhí)行器的安裝壓力形成的推力與彈簧力平衡，運(yùn)動(dòng)停止；如果氣壓信號(hào)減小，則彈簧力大于推力，活塞齒條向相反方向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)推力與彈簧力達(dá)到新的平衡，運(yùn)動(dòng)又會(huì)停止。執(zhí)行機(jī)構(gòu)主軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)帶動(dòng)閥桿、閥芯作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而改變閥芯、閥座之間的流通面積，達(dá)到調(diào)節(jié)介質(zhì)流量的目的。（2）雙作用氣動(dòng)活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)。雙作用氣動(dòng)活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由氣缸、活塞齒條、齒輪、主軸等組成。雙作用定位器輸出的氣壓信號(hào)分別輸入執(zhí)行機(jī)構(gòu)活塞左、右氣室，由于輸入左、右氣室的氣壓信號(hào)壓力不同，形成壓差，推動(dòng)活塞作直線運(yùn)動(dòng)。通過齒條、齒輪傳動(dòng)，將活塞的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成執(zhí)行機(jī)構(gòu)主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，直至左、右氣室壓力平衡，運(yùn)動(dòng)停止。執(zhí)行機(jī)構(gòu)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)帶動(dòng)閥桿、閥芯作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，改變閥芯、閥座間的流通面積，達(dá)到調(diào)節(jié)介質(zhì)流量的目的。上一頁下一頁返回任務(wù)一氣動(dòng)執(zhí)行器的安裝活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力大，適用于高靜壓、高壓差、大口徑的場(chǎng)合。（3）長(zhǎng)行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)由于采用了力平衡原理和杠桿放大機(jī)構(gòu)，因而提高了精度與靈敏度，可用于需要大轉(zhuǎn)矩的蝶閥、風(fēng)門、擋板等場(chǎng)合。（4）滾筒膜片執(zhí)行機(jī)構(gòu)是專門與偏心旋轉(zhuǎn)閥配套使用的。二、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的分類由于下面介紹的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)都是閥門，所以我們簡(jiǎn)稱調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為閥。閥是通過改變閥芯行程來改變閥的阻力系數(shù)，實(shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié)的。根據(jù)不同的使用要求，閥的結(jié)構(gòu)有很多種類，常用的有直通單座、直通雙座、隔膜閥、蝶閥、球閥等。上一頁下一頁返回任務(wù)一氣動(dòng)執(zhí)行器的安裝（1）直通單座閥。直通單座閥的閥體內(nèi)只有一個(gè)閥芯和一個(gè)閥座，如圖7-5（a）所示。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、全關(guān)時(shí)泄漏量少。但由于閥座前后存在壓力差，對(duì)閥芯產(chǎn)生不平衡力較大。一般適用于閥兩端壓差較小，對(duì)泄漏量要求比較嚴(yán)格，管徑不大（公稱直徑D<25mm）的場(chǎng)合。（2）直通雙座閥。直通雙座閥的閥體內(nèi)有兩個(gè)閥座和兩個(gè)閥芯，如圖7-5（b）所示。它的流通能力比同口徑的單座閥大。由于流體作用在上、下閥芯上的推力方向相反而大小近似相等，因此介質(zhì)對(duì)閥芯造成的不平衡力小，允許使用的壓差較大，應(yīng)用比較普遍。但是，因加工精度的限制，上下兩個(gè)閥芯不易保證同時(shí)關(guān)閉，所以關(guān)閥時(shí)泄漏量較大。閥體內(nèi)流路復(fù)雜，用于高壓差時(shí)對(duì)閥體的沖蝕損傷較嚴(yán)重，不宜用在高黏度和含懸浮顆?；蚶w維介質(zhì)的場(chǎng)合。上一頁下一頁返回任務(wù)一氣動(dòng)執(zhí)行器的安裝（3）隔膜閥。它采用耐腐蝕襯里的閥體和隔膜，代替閥組件，如圖7-5（g）所示。當(dāng)閥桿移動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)隔膜上下動(dòng)作，從而改變它與閥體堰面間的流通面積。這種閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、流阻小、流通能力比同口徑的其他種類的大。由于流動(dòng)介質(zhì)用隔膜與外界隔離，故無填料密封，介質(zhì)不會(huì)外漏。這種閥耐腐蝕性強(qiáng)，適用于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的控制，也能用于高黏度及懸浮顆粒狀介質(zhì)的控制。但介質(zhì)壓力不能太高，否則將導(dǎo)致閥門泄漏量增大。（4）蝶閥。蝶閥又名翻板（擋板）閥，如圖7-5（f）所示。它是通過擋板軸帶動(dòng)擋板偏轉(zhuǎn)，改變流通面積，達(dá)到改變流量的目的。蝶閥具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、流阻極小的優(yōu)點(diǎn)，適用于大口徑、大流量、低壓差的場(chǎng)合，也可以用于濃濁漿狀或懸浮顆粒狀介質(zhì)的控制。（5）球閥。球閥的節(jié)流元件是帶圓孔的球形體，如圖7-5（j）所示。轉(zhuǎn)動(dòng)球體可起到控制和切斷的作用，常用于雙位式控制。上一頁下一頁返回任務(wù)一氣動(dòng)執(zhí)行器的安裝球閥的結(jié)構(gòu)除上述外，還有一種是V形缺口球形體，如圖7-5（k）所示。轉(zhuǎn)動(dòng)球體使V形缺口起節(jié)流和剪切的作用，其特性近似于等百分比型。球閥適用于纖維、紙漿、含有顆粒等介質(zhì)的控制。除以上介紹的閥門外，還有角形閥（如圖7-5（c）所示）、三通閥（如圖7-5（d）、（e）所示）、籠式閥（如圖7-5（h）所示）、凸輪撓曲閥（如圖7-5（i）所示）等。三、調(diào)節(jié)閥的流量特性調(diào)節(jié)閥的流量特性是指被調(diào)介質(zhì)流過閥門的相對(duì)流量與閥門的相對(duì)開度（相對(duì)位移）之間的關(guān)系，即上一頁下一頁返回任務(wù)一氣動(dòng)執(zhí)行器的安裝式中相對(duì)流量，即閥某一開度流量與全開時(shí)流量之比；相對(duì)開度，即閥某一開度行程與全開時(shí)行程之比。流量特性直接影響自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量和穩(wěn)定性，因而要合理選用。一般來說，改變調(diào)節(jié)閥閥芯、閥座之間的流通截面積，便可控制流量。但實(shí)際上還有多種因素影響，如在節(jié)流面積改變的同時(shí)還會(huì)發(fā)生閥前后壓差的變化，而壓差的變化又會(huì)引起流量的變化。為了便于分析，先假定閥前后壓差固定，然后再引申到真實(shí)情況，于是流量特性又有理想流量特性與工作流量特性之分。上一頁下一頁返回任務(wù)一氣動(dòng)執(zhí)行器的安裝1.理想流量特性在不考慮調(diào)節(jié)閥前后壓差變化時(shí)得到的流量特性稱為理想流量特性。調(diào)節(jié)閥的理想流量特性取決于閥芯的形狀，不同的閥芯曲面可得到不同的理想流量特性。典型的理想流量特性有快開、直線、等百分比（也稱對(duì)數(shù)）型，其理想流量特性曲線和對(duì)應(yīng)的閥芯形狀如圖7-6所示。（1）快開流量特性。這種流量特性在開度較小時(shí)就有較大的流量，隨開度的增大，流量很快就達(dá)到最大，此后再增加開度，流量的變化很小，故稱為快開特性?？扉_特性調(diào)節(jié)閥適用于要求迅速啟閉的切斷閥或雙位控制系統(tǒng)。（2）直線流量特性。直線流量特性是指調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量與相對(duì)開度成直線關(guān)系。直線流量特性調(diào)節(jié)閥在流量小時(shí)，流量變化的相對(duì)值大；在流量大時(shí)，流量變化的相對(duì)值小。上一頁下一頁返回任務(wù)一氣動(dòng)執(zhí)行器的安裝（3）等百分比（對(duì)數(shù)）流量特性。等百分比流量特性是指單位相對(duì)位移變化所引起的相對(duì)流量變化與此點(diǎn)的相對(duì)流量成正比關(guān)系。等百分比流量特性調(diào)節(jié)閥在同樣的行程變化值下，負(fù)荷小時(shí)，流量變化小，控制平穩(wěn)和緩；負(fù)荷大時(shí)，流量變化大，控制靈敏有效，這樣有利于控制系統(tǒng)工作，因此應(yīng)用較多。2.工作流量特性在實(shí)際生產(chǎn)中，調(diào)節(jié)閥前后壓差總是變化的，這時(shí)的流量特性稱為工作流量特性。由于調(diào)節(jié)閥和其他閥門、管道、設(shè)備等串聯(lián)或并聯(lián)，使調(diào)節(jié)閥兩端的壓差隨流量的變化而變化，其結(jié)果使調(diào)節(jié)閥的工作流量特性不同于理想流量特性。串聯(lián)的阻力越大，流量變化引起調(diào)節(jié)閥前后壓差變化也越大，理想流量特性畸變?cè)絿?yán)重。對(duì)于并聯(lián)管道的情況，調(diào)節(jié)閥旁路開度越大引起調(diào)節(jié)閥理想流量特性畸變?cè)絿?yán)重。所以，調(diào)節(jié)閥的工作流量特性與實(shí)際的管道系統(tǒng)有關(guān)。上一頁下一頁返回任務(wù)一氣動(dòng)執(zhí)行器的安裝四、氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的選型選用調(diào)節(jié)閥時(shí)，一般要根據(jù)被調(diào)介質(zhì)的特點(diǎn)（溫度、壓力、腐蝕性、黏度等）、控制要求、安裝地點(diǎn)等因素，參考各種類型閥體的特點(diǎn)合理選用，在具體選用時(shí)，一般應(yīng)考慮下列幾個(gè)主要方面的問題。1.閥體結(jié)構(gòu)與特性的選擇閥體的結(jié)構(gòu)形式主要根據(jù)工藝條件，如溫度、壓力及介質(zhì)的物理、化學(xué)特性（如腐蝕性、黏度等）來選擇。例如強(qiáng)腐蝕介質(zhì)可采用隔膜閥（或帶襯里閥）、高溫介質(zhì)可選用帶散熱片的結(jié)構(gòu)形式。閥體的結(jié)構(gòu)形式確定以后，還需確定閥的流量特性（即閥芯的形狀）。一般是先按控制系統(tǒng)的特點(diǎn)來選擇閥體的希望流量特性，然后再根據(jù)工藝配管情況來選擇相應(yīng)的理想流量特性。使調(diào)節(jié)閥安裝在具體的管道系統(tǒng)中，畸變后的工作流量特性能滿足控制系統(tǒng)對(duì)它的要求。目前使用比較多的是等百分比流量特性。上一頁下一頁返回任務(wù)一氣動(dòng)執(zhí)行器的安裝2.氣開式與氣關(guān)式的選擇雖然氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥有很多優(yōu)點(diǎn)，但它卻有一個(gè)缺點(diǎn)：無保持功能，就是說當(dāng)氣源突然中斷時(shí)，閥門不能保持原來位置不變，而是在執(zhí)行機(jī)構(gòu)彈簧作用下閥門恢復(fù)到無信號(hào)狀態(tài)，或全關(guān)或全開。因此，氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥有氣開式與氣關(guān)式兩種形式。氣壓信號(hào)增加時(shí)閥開大，氣壓信號(hào)減小時(shí)閥關(guān)小的稱為氣開式，這種閥當(dāng)氣源中斷時(shí)閥全關(guān)。反之，氣壓信號(hào)增加時(shí)閥關(guān)小；氣壓信號(hào)減小時(shí)閥開大的稱為氣關(guān)式，這種閥當(dāng)氣源中斷時(shí)閥全開。由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)有正、反作用，調(diào)節(jié)閥（具有雙導(dǎo)向閥芯的）也有正、反作用，因此氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的氣開或氣關(guān)由執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正、反作用及閥體的正、反作用的組合而定。圖7-7和表7-1說明了如何由執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正、反作用和閥的正、反作用來組合而成氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的氣關(guān)、氣開形式。氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)形式的選擇主要從工藝生產(chǎn)上的安全要求出發(fā)?？紤]原則是：萬一輸入到氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的氣壓信號(hào)由于某種原因（例如氣源上一頁下一頁返回任務(wù)一氣動(dòng)執(zhí)行器的安裝故障、堵塞、泄漏等）而中斷時(shí)，應(yīng)保證設(shè)備和操作人員的安全。如果閥處于打開位置時(shí)危害性小，則應(yīng)選用氣關(guān)閥，也就是說氣源系統(tǒng)發(fā)生故障，氣源中斷時(shí)，閥門能自動(dòng)打開，保證安全；反之閥處于關(guān)閉時(shí)危害性小，則應(yīng)選用氣開閥。例如，加熱爐的燃料氣或燃料油一般應(yīng)選用氣開式調(diào)節(jié)閥，即當(dāng)信號(hào)中斷時(shí)應(yīng)切斷進(jìn)爐燃料，避免爐溫過高造成事故；又如控制進(jìn)入設(shè)備易燃?xì)怏w的調(diào)節(jié)閥，應(yīng)選用氣開式，以防設(shè)備爆炸；若介質(zhì)為易結(jié)晶物料，則一般應(yīng)選用氣關(guān)式，以防堵塞。3.調(diào)節(jié)閥口徑的選擇調(diào)節(jié)閥口徑選擇是否合適將直接影響控制效果。口徑選得過小，會(huì)使調(diào)節(jié)閥經(jīng)常處于全開狀態(tài)，造成流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的介質(zhì)達(dá)不到所需的最大量，使控制效果變差；口徑選得過大，不僅浪費(fèi)設(shè)備投資，而且會(huì)使調(diào)節(jié)閥經(jīng)常處于小開度狀態(tài)，使控制性能變差。上一頁下一頁返回任務(wù)一氣動(dòng)執(zhí)行器的安裝調(diào)節(jié)閥的口徑選擇是由調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)KV值決定的。流量系數(shù)KV的定義為：當(dāng)閥兩端壓差為100kPa，流體密度為1g/cm3，閥全開時(shí)，流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的流體流量（以m3/h表示）。根據(jù)上述定義，如果某調(diào)節(jié)閥全開時(shí)，閥前后壓差為100kPa，流經(jīng)閥的水流量為40m3/h，則該調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)KV值為40。流量系數(shù)表示調(diào)節(jié)閥的容量大小，是表示調(diào)節(jié)閥流通能力的參數(shù)。對(duì)不可壓縮的流體，且閥前后壓差不太大時(shí)，其流量系數(shù)KV的計(jì)算公式為式中ρ——流體密度，g/cm3；P1-P2——調(diào)節(jié)閥前后壓差，kPa；Q——流經(jīng)閥的體積流量，m3/h。從式（7-2）可以看出，如果調(diào)節(jié)閥前后壓差P1-P2保持為100kPa，閥全開時(shí)流經(jīng)閥的水（1g/cm3）流量即為該閥的KV值。上一頁下一頁返回任務(wù)一氣動(dòng)執(zhí)行器的安裝因此，調(diào)節(jié)閥口徑的選擇實(shí)質(zhì)上就是根據(jù)特定的工藝條件（即給定的介質(zhì)流量、閥前后的壓差以及介質(zhì)的物性參數(shù)等）進(jìn)行KV值的計(jì)算，然后按調(diào)節(jié)閥生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品目錄，選出相應(yīng)的調(diào)節(jié)閥口徑，使得通過調(diào)節(jié)閥的流量滿足工藝要求的最大流量且留有一定的余量。KV值的具體計(jì)算請(qǐng)參閱有關(guān)計(jì)算手冊(cè)或相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件?！救蝿?wù)實(shí)施】氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的安裝與維護(hù)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的正確安裝和維護(hù)，是保證所選用的閥門發(fā)揮應(yīng)有效果的重要一環(huán)。對(duì)閥的安裝和維護(hù)，一般應(yīng)注意下列幾個(gè)問題。（1）為便于維護(hù)檢修，調(diào)節(jié)閥應(yīng)安裝在靠近地面或樓板的地方，如圖7-8所示。當(dāng)裝有閥門定位器或手輪機(jī)構(gòu)時(shí)，更應(yīng)保證觀察、調(diào)整和操作的方便。手輪機(jī)構(gòu)的作用是：在開停車或事故情況下，可以用它來直接人工操作調(diào)節(jié)閥，而不用信號(hào)驅(qū)動(dòng)。上一頁下一頁返回任務(wù)一氣動(dòng)執(zhí)行器的安裝（2）調(diào)節(jié)閥應(yīng)安裝在環(huán)境溫度不高于+60℃和不低于-40℃的地方，并應(yīng)遠(yuǎn)離振動(dòng)較大的設(shè)備。為了避免膜片受熱老化，調(diào)節(jié)閥的上膜蓋與載熱管道或設(shè)備之間的距離應(yīng)大于200mm。（3）閥的公稱通徑與管道公稱通徑不同時(shí)，兩者之間應(yīng)加一段異徑管。（4）調(diào)節(jié)閥應(yīng)該是正立垂直安裝于水平管道上。特殊情況下需要水平或傾斜安裝時(shí)，除小口徑閥外，一般應(yīng)加支撐。即使正立垂直安裝，當(dāng)閥的自重較大和在有振動(dòng)場(chǎng)合時(shí)，也應(yīng)加支撐。（5）通過調(diào)節(jié)閥的流體方向在閥體上有箭頭標(biāo)明，不能裝反。（6）調(diào)節(jié)閥前后一般要各安裝一只切斷閥2，以便修理時(shí)拆下調(diào)節(jié)閥。考慮到調(diào)節(jié)閥發(fā)生故障或維修時(shí)，不影響工藝生產(chǎn)的繼續(xù)進(jìn)行，還應(yīng)安裝旁路閥3，安裝原理如圖7-9所示，實(shí)際安裝如圖7-10所示。上一頁下一頁返回任務(wù)一氣動(dòng)執(zhí)行器的安裝（7）調(diào)節(jié)閥安裝前，應(yīng)對(duì)管路進(jìn)行清洗，排去污物和焊渣。安裝后還應(yīng)再次對(duì)管路和閥門進(jìn)行清洗，并檢查閥門與管道連接處的密封性能。當(dāng)初次通入介質(zhì)時(shí)，應(yīng)使閥門處于全開位置以免雜質(zhì)卡住。（8）在日常使用中，要對(duì)調(diào)節(jié)閥經(jīng)常維護(hù)和定期檢修。應(yīng)注意填料的密封情況和閥桿上下移動(dòng)的情況是否良好，氣路接頭及膜片有否漏氣等。檢修時(shí)重點(diǎn)檢查部位有閥體內(nèi)壁、閥座、閥芯、膜片及密封圈、密封填料等。上一頁返回任務(wù)二配電-氣閥門定位器調(diào)節(jié)閥的校驗(yàn)【任務(wù)描述】在學(xué)習(xí)電-氣轉(zhuǎn)換器與閥門定位器工作原理的基礎(chǔ)上，掌握配電-氣閥門定位器調(diào)節(jié)閥的校驗(yàn)方法?！局R(shí)鏈接】在生產(chǎn)過程自動(dòng)化系統(tǒng)中，根據(jù)實(shí)際需要，電、氣信號(hào)經(jīng)?；旌鲜褂谩Ｊ褂秒?氣轉(zhuǎn)換器和氣-電轉(zhuǎn)換器可以將電信號(hào)（0~10mADC或4~20mADC）與氣信號(hào)（0.02~0.1MPa）進(jìn)行轉(zhuǎn)換；也可將電動(dòng)控制器輸出的電信號(hào)通過電-氣閥門定位器轉(zhuǎn)換為氣信號(hào)驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)執(zhí)行器，電-氣閥門定位器具有電-氣轉(zhuǎn)換器和氣動(dòng)閥門定位器兩種作用。圖7-11表示在電-氣復(fù)合系統(tǒng)中各種轉(zhuǎn)換單元的使用場(chǎng)合。下一頁返回任務(wù)二配電-氣閥門定位器調(diào)節(jié)閥的校驗(yàn)一、電-氣轉(zhuǎn)換器在電-氣復(fù)合控制系統(tǒng)中，電-氣轉(zhuǎn)換器可將來自電動(dòng)控制器的輸出信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換后用以驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，或者將來自各種電動(dòng)變送器的輸出信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換后送往氣動(dòng)控制器。電-氣轉(zhuǎn)換器如圖7-12所示。電-氣轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)原理如圖7-13所示，該儀表是按力矩平衡原理工作的。當(dāng)直流電流信號(hào)通入置于恒定磁場(chǎng)里的測(cè)量線圈時(shí)，線圈便產(chǎn)生了電磁力，由于線圈固定在杠桿上，使杠桿繞十字簧片偏轉(zhuǎn)，于是裝在杠桿另一端的擋板靠近噴嘴，使其背壓升高，經(jīng)放大器功率放大后，一方面輸出，一方面反饋到負(fù)反饋波紋管和正反饋波紋管，建立起與測(cè)量力矩相平衡的反饋力矩。于是輸出信號(hào)（0.02~0.1MPa）就與線圈輸入電流成一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，這樣就把電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為0.02~0.1MPa的氣壓信號(hào)了。上一頁下一頁返回任務(wù)二配電-氣閥門定位器調(diào)節(jié)閥的校驗(yàn)采用兩個(gè)波紋管是由于線圈產(chǎn)生的測(cè)量力矩（電磁力矩）比較小，而負(fù)反饋波紋管的力矩比較大，為此設(shè)置了一個(gè)正反饋波紋管，使總的負(fù)反饋力矩得以減小。調(diào)零彈簧用以調(diào)整氣動(dòng)輸出的起始值。二、電-氣閥門定位器采用電-氣閥門定位器后，可用電動(dòng)控制器輸出的0~10mADC或4~20mADC電流信號(hào)去控制氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥。一臺(tái)電-氣閥門定位器具有電-氣轉(zhuǎn)換器和氣動(dòng)閥門定位器兩種作用。圖7-14是配氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電-氣閥門定位器的工作原理圖。力矩-馬達(dá)組件是將電流變?yōu)榱Γ兀┑霓D(zhuǎn)換元件，它由永久磁鋼、導(dǎo)磁體、線圈、銜鐵（即主杠桿）和工作氣隙所組成。導(dǎo)磁體和銜鐵用高導(dǎo)磁性能的坡莫合金制成。永久磁鋼呈U形，其N、S兩極罩在導(dǎo)磁體上。當(dāng)信號(hào)電流通過線圈時(shí)，由于電磁場(chǎng)和永久磁鋼的相互作用，使主杠桿受到一個(gè)向左的力，于是它繞支點(diǎn)偏轉(zhuǎn)，使擋板靠近上一頁下一頁返回任務(wù)二配電-氣閥門定位器調(diào)節(jié)閥的校驗(yàn)噴嘴，噴嘴背壓經(jīng)放大器放大后，送入薄膜氣室使閥桿向下移動(dòng)，并帶動(dòng)反饋桿繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，連在同一軸上的反饋凸輪也作逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，通過滾輪使副杠桿繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，將反饋彈簧拉伸。反饋彈簧對(duì)主杠桿的拉力與力矩馬達(dá)作用在主杠桿上的力兩者力矩平衡時(shí)，儀表便達(dá)到平衡狀態(tài)。此時(shí)，一定的信號(hào)電流就被轉(zhuǎn)換為一定的氣壓信號(hào)，并與閥門位置呈精確的對(duì)應(yīng)關(guān)系。調(diào)零彈簧是作調(diào)整零位用的。改變凸輪的形狀，可以改變輸入電流信號(hào)與輸出閥桿位移的對(duì)應(yīng)關(guān)系。電-氣閥門定位器如圖7-15所示，配電-氣閥門定位器的氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥如圖7-16所示?！救蝿?wù)實(shí)施】配電-氣閥門定位器調(diào)節(jié)閥的校驗(yàn)（1）按圖7-17所示將校驗(yàn)儀輸出端與電-氣閥門定位器輸入端連接；上一頁下一頁返回任務(wù)二配電-氣閥門定位器調(diào)節(jié)閥的校驗(yàn)（2）接通電-氣閥門定位器氣源，調(diào)整減壓閥輸出為規(guī)定氣源壓力；（3）用校驗(yàn)儀向電氣閥門定位器輸入4mA電流信號(hào)，觀察執(zhí)行器輸出壓力表指示是否為20kPa，閥門行程是否在起始位置。如果輸出不是20kPa，調(diào)整定位器零點(diǎn)，使之符合要求；再向定位器輸入20mA信號(hào)，觀察執(zhí)行器輸出壓力表指示是否為100kPa，閥門行程是否達(dá)到最大位置。如果輸出不是100kPa，調(diào)整定位器量程，使之符合要求；（4）輸入4mA、8mA、12mA、16mA、20mA五個(gè)點(diǎn)校驗(yàn)，對(duì)應(yīng)閥門指示應(yīng)為0，25%，50%，75%，100%；（5）反行程校驗(yàn)；（6）填寫調(diào)節(jié)閥校驗(yàn)單（表7-2）。上一頁返回任務(wù)三電動(dòng)執(zhí)行器的安裝與校驗(yàn)【任務(wù)描述】在學(xué)習(xí)電動(dòng)執(zhí)行器工作原理的基礎(chǔ)上，掌握電動(dòng)執(zhí)行器的安裝與校驗(yàn)方法。【知識(shí)鏈接】電動(dòng)執(zhí)行器也是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成的。它接收來自控制器的0~10mA或4~20mA直流電流信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或直線位移，去操縱閥門、擋板等調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。一、電動(dòng)執(zhí)行器的特點(diǎn)及分類與氣動(dòng)執(zhí)行器相比較，電動(dòng)執(zhí)行器有下列特點(diǎn)：（1）由于工頻電源取用方便，不需增加專門儀表氣源裝置，特別是執(zhí)行器應(yīng)用數(shù)量不太多的單位，更為適宜使用；下一頁返回任務(wù)三電動(dòng)執(zhí)行器的安裝與校驗(yàn)（2）動(dòng)作靈敏、精度較高、信號(hào)傳輸速度快、傳輸距離可以很長(zhǎng)，便于集中控制；（3）在電源中斷時(shí)，電動(dòng)執(zhí)行器能保持原位不動(dòng)，不影響工藝生產(chǎn)的安全；（4）與電動(dòng)控制儀表配合方便，安裝接線簡(jiǎn)單；（5）體積較大、成本較貴、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維修麻煩，并只能應(yīng)用于防爆要求不太高的場(chǎng)合。電動(dòng)執(zhí)行器有角行程、直行程和多轉(zhuǎn)式等類型。角行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力元件，將控制器的輸出電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的角位移（0°~90°），這種執(zhí)行機(jī)構(gòu)適用于操縱蝶閥、擋板之類的旋轉(zhuǎn)式調(diào)節(jié)閥。直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)接收控制器的輸出電流信號(hào)，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，然后經(jīng)減速機(jī)減速并轉(zhuǎn)換為直線位移輸出，去操縱單座、雙座、三通等各種閥門。多轉(zhuǎn)式電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要用來開啟和關(guān)閉閘閥、截止閥等多轉(zhuǎn)式閥門，由于它的電機(jī)功率比較大，一般多用于就地操作和遙控。上一頁下一頁返回任務(wù)三電動(dòng)執(zhí)行器的安裝與校驗(yàn)這幾種電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在電氣原理上基本相同，只是減速機(jī)構(gòu)不一樣。下面簡(jiǎn)單介紹一下角行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。二、角行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)角行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由伺服放大器、伺服電動(dòng)機(jī)、減速器和位置發(fā)送器組成，其工作原理如圖7-18所示。其工作過程如下：伺服放大器將控制器輸出的電流信號(hào)與位置反饋信號(hào)進(jìn)行比較，當(dāng)無信號(hào)輸入時(shí)，由于位置反饋信號(hào)也為零，放大器無輸出，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)；如有信號(hào)輸入，輸入信號(hào)與反饋信號(hào)比較后產(chǎn)生偏差，使放大器有足夠的輸出功率驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)，經(jīng)減速后減速器輸出軸開始轉(zhuǎn)動(dòng)，直到與輸出軸相連的位置發(fā)送器的輸出電流與輸入信號(hào)相等為止。此時(shí)輸出軸就穩(wěn)定在與該輸入信號(hào)相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角位置上，這樣，角行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)就實(shí)現(xiàn)了輸入電流信號(hào)到輸出轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)換。上一頁下一頁返回任務(wù)三電動(dòng)執(zhí)行器的安裝與校驗(yàn)位置發(fā)送器是能將執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出軸的位移轉(zhuǎn)變?yōu)?~10mADC或4~20mADC反饋信號(hào)的裝置，其核心部分是一個(gè)差動(dòng)變壓器。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)不僅可與控制器配合實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，還可通過操作器實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的自動(dòng)控制和手動(dòng)控制的相互切換。當(dāng)操作器的切換開關(guān)放到手動(dòng)操作位置時(shí)，由正、反操作按鈕直接控制電動(dòng)機(jī)的電源，以實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出軸的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，進(jìn)行遙控手動(dòng)操作。三、直行程電動(dòng)調(diào)節(jié)閥直行程電動(dòng)調(diào)節(jié)閥外形如圖7-19所示，它由直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥體（調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)）兩部分組成。上部為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它接受控制器輸出的0~10mADC或4~20mADC信號(hào)，按照前面講述的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作原理，將控制器送來的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的直線位移，推動(dòng)閥門動(dòng)作，控制介質(zhì)流量。上一頁下一頁返回任務(wù)三電動(dòng)執(zhí)行器的安裝與校驗(yàn)【任務(wù)實(shí)施】一、直行程電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的安裝直行程電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的安裝、維護(hù)和氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥基本一樣，是保證所選用的閥門發(fā)揮應(yīng)有效果的重要一環(huán)。對(duì)閥的安裝和維護(hù)，一般應(yīng)注意下列幾個(gè)問題。（1）為便于維護(hù)檢修，調(diào)節(jié)閥應(yīng)安裝在靠近地面或樓板的地方，如圖7-20所示。當(dāng)裝有閥門定位器或手輪機(jī)構(gòu)時(shí)，更應(yīng)保證觀察、調(diào)整和操作的方便。（2）調(diào)節(jié)閥應(yīng)安裝在環(huán)境溫度不高于+80℃和不低于-40℃的地方，并應(yīng)遠(yuǎn)離振動(dòng)較大的設(shè)備，保證電子